DE3240529A1 - Trennbarer magnetleiter einer elektrischen maschine und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Trennbarer magnetleiter einer elektrischen maschine und verfahren zu dessen herstellung

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DE3240529A1
DE3240529A1 DE19823240529 DE3240529A DE3240529A1 DE 3240529 A1 DE3240529 A1 DE 3240529A1 DE 19823240529 DE19823240529 DE 19823240529 DE 3240529 A DE3240529 A DE 3240529A DE 3240529 A1 DE3240529 A1 DE 3240529A1
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Evgenij Petrovič Vladimir Bojko
Jakov Moiseevič Chait
Vladimir Fedorovič Donetsk Gorjagin
Boris Jakovlevič Gusev
Viktor Michajlovič Petrov
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/022Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with salient poles or claw-shaped poles

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Description

  • BESCHREIBUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Maschinen mit Magnetleitern, die nach abfallfreien Technologien gefertigt sind, insbesondere auf trennbare Magnetleiter von elektrischen Maschinen und Verfahren zur ihrer Fertigung.
  • Die Erfindung kann im Elektromaschinenbau, insbesondere für Magnetleiter von elektrischen Drehstrommaschinen kleiner und mittlerer Leistung sowie in Mikromotoren zylindrischer, stirnseitiger oder linearer Ausführung Anwendung finden. Derartige elektrische Maschinen können sowohl für allgemeinindustrielle, als auch für spezielle sowie für Haushaltsanwendung bestimmt sein.
  • Bei der herkömmlichen Fertigungstechnologie der Magnetleiter, einer der metallaufwendigsten Baugruppen der elektrischen Maschinen, liegt der Ausnutzungsfaktor des Elektroblechs im Mittel nicht über 0,53. Für die Herstellung von 10 Mio Stck. Elektromotoren mittlerer Leistung wird ca.
  • 250 Mio t Elektroblech verbraucht, wobei fast 120 Mio t Elektroblech in den Abfall gehen.
  • Das Forschen nach wirtschaftlichsten technischen Lösungen zur Entwicklung einer zukunftsorientierten Konstruktion und einer fortschrittlichen Fertigungstechnologie der Magnetlefter von elektrischen Maschinen mit dem Zweck der maximal möglichen Ausnutzung des Slektroblechs hat zur Entwicklung einer zusammensetzbaren Konstruktion der Magnetleiter der elektrischen Maschinen nach einer abfallfreien Technologie geführt. Der Magnetleiter des Ständers der zusammensetzbaren Konstruktion besteht aus zwei selbständigen Teilen: Joch, das aus einem ununterbrochenen hochkant gewickelten Band und einer gewellten Zahnzone gefertigt ist. Der Magnetleiter des Läufers besteht aus einer gewellten Zahnzone und einem Joch, welches sowohl wie auch bei dem Ständer aus Band gewickelt als auch massiv aus Stahl, Magnetodielektriukum, Metallkeramik oder Gußeisen hergestellt werden kann.
  • Bekannt ist ein Magnetleiter für elektrische Maschinen (UdSSR-Urheberschein Nr. 584392, 1975), der ein aus hochkant gewickeltem band gefertigtes Joch und eine Zahnzone mit Nuten enthält. Die Zahnzone ist aus gewelltem Band mit radialen, längs der Ständerachee gerichteten Rippen gefertigt. Da die die Zahnplatten bildenden elemente Abrundungen aufweisen wird der Luftspalt sowohl zwischen dem Ständer und Läufer, als auch zwischen der Zahnschicht und dem Ständerjoch vergrößert. Außerdem verschlechtern sich die magnetleitenden Eingenschaften des weichmagnetischen Materials an den Zahnenden, die einer mechanischen Verformung ujiterzogen wurden, was ebenfalls zur Vergrößerung des Luftspaltes führt, der zur Vergrößerung des Magnetisierungsstroms und folglich zur Verschlechterung des Leistungsfaktors und des Wirkungsgrades des Magnetleiters beiträgt.
  • Infolge der Inhomogenität der mechanischen Eigenschaften auf der Länge des Bandes bei seinem Gaufrieren weisen die gebildeten Rippen unterschiedliche Höhen auf, die nachfolgend mechanisch korrigiert werden.
  • Dem technischen Wesen nach kommt der vorgeschlagenen einer Lösung ein trennbarer Magnetleiter v elektrischen Maschine am nächsten (USA-Patentschrift Nr. 3983435, 1976), der ein aus Band gewickeltes Joch und eine Zahnzone enthält, die aus parallelen Schichten gewellten Bandes besteht, zwischen dessen FaltenspitzenNuten für, die Wicklung angeordnet sind.
  • An der Faltenspitze treffen sich die Magnetflüsse der benachbarten Bandschichten, die Faltenspitze wird übersättigt, wodurch diese Falte zu einer Quelle zusätzlicher Streuung des Magnetflusses wird, was eine Herabsetzung des Wirkungsgrades der elektrischen Maschine zur Folge nat. Die vorgesehene Beseitigung der Faltenkämme durch mechanische Bearbeitung vergrößert den Arbeitsaufwand bei der Herstellung des Magnetleiters u.d kann zur Aufteilung des Bandes in mehrere Einzelteile führen, was den Zusammenbau eines solchen Magnetleiters kompliziert.
  • Es ist ein Verfahren zur Herstellung der Zahnzone des Magnetleiters einer elektrischen Maschine (briticshe Patentschrift Nr. 1037902, 1966) bekarint, nach dem die Zahnzone durch Aufwickeln eines Bandes aus weichmagnetischem Material mit vorhergehend ausgestanzten Nuten hochkant formiert wird, wobei die Nuten im Paket an der Außenseite offen sind. Beim Ausstanzen der Nuten geht eine wesentliche Menge des weichmagnetischen Materials in Abfall.
  • Bekannt ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung der Zahnzone des Magnetleiters der elektrischen Maschine (USA-Patentschrift Nr. 3983435, 1976), das darin besteht, daß das ferromagnetische Material in Binder geteilt wird, das Band gaufriert wird, zwischen den Falten uebergänge gebildet und Nuten des Magnetleiters erzeugt werden. Bei der Herstellung der Zahnzone nach diesem Verfahren wird die Bandbreite Jedoch gleich der Länge des Magnetleiters gewählt, dabei entspricht die Höhe der Rippe der Falte nach dem Gaufrieren des Bandes der Zahnhöhe. Dieses Verfahren ist umständlich, kompliziert das Gaufrienen der Bänder und die Bildung der Übergänge und somit auch die Fertigungstechnologie des Magnetleiters. Außerdem entspricht die Zahl der Ubergangsabschnitte bei der Herstellung der Zahnzone nach diesem Verfahren der Zahnzahl, was den Verbrauch des ferromagnetischen Materials für die Ubergangsabschnitte vergrößert.
  • Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, einen trennbaren Magnetleiter für elektrische Maschineiund ein Verfahren zu dessen Herstellung mit einer solchen Ausführung der Zahnzone zu entwickeln, die eine Vereinfachung der Fertigungstechnologie des Magnetleiters, eine Herabsetzung des Verbrauchs des ferromagnetischen Materials, eine Erhöhung des Wirkungsgrades und des Leistungsfaktors des trennbaren Magnetleiters ermöglichte.
  • Der Erfindungsgedanke besteht darin, daß im trennbarren Magnetleiter der elektrischen Maschine, der ein Joch, das aus einem Band gewickelt ist, und eine Zahnzone, die aus parallelen Schichten gewellten Bandes gebildet ist, wobei zwischen den Spitzen der Falten Nuten für eine Wicklung angeordnet sind, enthält, erfindungsgemäß iiie Höhe der Zahnzone gleich der Breite des gewellten Bandes ist, dessen einer Rand dem Arbeitsluftspalt und dessen anderer dem Joch zugekehrt ist, wobei Jeder Zahn der Zahnzone min- destens aus zwei parallelen Schichten des gewellten Bandes gebildet und mit dem nächsten Zahn mittels eines Obergangs verbunden ist, der aus Flachmaterial gefertigt ist, das eine Fortsetzung des gewellten Bandes darstellt.
  • Es ist zweckmäßig, das gewellte Band kontinuierlich auszuführen, die Spitzen der Falten an den Rändern des Magnetleiters anzuordnen, die Randschichten jedes Zahnes der Zahnzone in Stirnteilen des Magnetleiters zu biegen, wodurch Unbiegungsrippen, die unter einem Winkel von 450 zu der Längsachse des gewellten bandes verlaufen, und Ubergänge gebildet werden, die unter rechtem Winkel zu den Rand schichten benachbarter Zähne und außerhalb der Arbeitszone an Rändern des Magnetleiters angeordnet sind.
  • Es ist ebenfalls ratsam, daß das gewellte Band kontinuierlich ausgeführt ist, die Spitzen der Falten den Nuten zugekehrt sind, jeder Zahn der Zahnzone trapezförmig ausgebildet ist, und die Übergänge zwischen den Zähnen, die parallel zu den Schichten des Jochs sind, an der Oberfläche des Jochs angeordnet und zwischen den Rippen der Umbiegungen des Flachmaterials untergebracht sind, welche eine Fortsetzung der Grundseiten der Trapeze darstellen.
  • Zweckmäßig ist es, den dem Arbeitsluftspalt zugekehrten Stirnteil der Zahnzone mit Flachstahl rechteckigen querschnitts zu verdecken, das hochkant als eine flache Spirale gewickelt ist.
  • Es ist vorte£lhaft, den Luftspalt zwischen den Windungen der flachen Spirale veränderlich in radialer Richtung in bezug auf die Symmetrieachse der elektrischen ELaschine auszuführen.
  • Es ist möglich, Jeden Zahn der Zahnzone trapezförmig auszubilden, wobei die keilförmigen Zwischenräwne zwischen den Schichten jedes Zahnes mit Magnetodielektrikum ausgefüllt sind.
  • Möglich ist es auch, daß zwischen den Zähnen über den Nuten ein ununterbrochenes Band aus einem ferromagnetischen Material angeordnet ist, das an den Stirnseiten der Zähne gebogen ist.
  • Bs ist durchaus möglich, daß die Zähne der Zahnzone durch eine ununterbrochene Schiene anfaßt sind, deren Brei- te der Länge des Magnetleiters gleich ist, wobei die Ubergänge, die die Zähne verbinden, am JJch anliegen und mit diesem verbunden sind, und die Randschichten der Zähne eine Fortsetzung der Übergänge darstellen.
  • Es ist zweckmäßig, zwischen den benacnbarten Schichten der Zähne Zwischenräume auszuführen, die durch Platten aus einem ferromagnetischen Material gefüllt sind.
  • Der Erfindungsgegenstand besteht auch darin, daß im Verfahren zur Herstellung des trennbaren Magnetleiters, das darin besteht, daß ein ferromagnetisches Material in Bänder geteilt wird, das Band gefaltet wird, Übergänge zwischen den Falten gebildet werden, die Nuten des Magnetleiters gebildet werden, erfindungsgemaß die Falten so angeordnet werden, daß die Höhe der Rippe der Falte gleich der Länge des Magnetleiters und die Länge der Hippe der Falte gleich der Höhe des Zahns ist, und die Übergänge auierhalb des Magnetleiters ausgeführt werden.
  • Es ist durchaus möglich, daß jeder Übergang gebildet wird, indem zwei benachbarte Schichten der Falte durch das Band von der Außenseite bis zur Vereinigung der Oberfläche des Bandes mit Bildung der Rippe der Umbiegung umfaßt werden, die unter einem Winkel von 450 zu der Längsachae des Bandes angeordnet ist, und ein Übergang erzeugt wird, dessen Länge gleich der Breite der Nut ist.
  • Die Übergänge können abwechselnd an gegenüberliegenden Rändern des Magnetleiters gebildet werden.
  • Möglich ist es auch, daß sämtliche Übergänge an einem Rand des Magnetleiters gebildet werden.
  • einer Vorzugsweise können die Übergänge aus v Scnleife gebildet werden, die eine Fortsetzung des Bandes darstellt, welches aus dem einen Zahn heraus- und in den anderen Zahn hineingeht, wonach die Stirnteile in horizontale Lage in bezug auf die Zähne gebogen werden.
  • Die Erfindung ermöglicXdie Erzielung einer hohen abfallfreien Ausnutzung des aktiven weichmagnetischen Materials, die Automatisierung sämtlicher Vorgänge bei der Herstellung eines trennbaren Magnetleiters, die Vereinheitlichung der Baugruppen des ft'Iagnetleiters, was zur Sinsparurlg an Fertigungsmitteln und Ausrüstungen, Erhöhung der Leistung der elektrischen Maschinen infolge einer hohen Ausnutzung des aktiven Teils sowie Verbesserung der energietechnischen Parameter der Maschine infolge der Erzielung der Gleichmäßigkeit des Arbeitsluftspaltes führt.
  • Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel an Hand der beigelegten Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen Fig. 1 Querschnitt des trennbaren Magnetleiters der elektrischen Maschine zylindrischer Ausführung, nach der Erfindung; Fig. 2 einen Teil der Zahnzone des trennbaren Magnetleiters mit rechteckigen Zähnen, nach der Erfindung; Fig. 3 - einen Teil der Zahnzone des trennbaren Magnetleiters mit trapezförmigen Zähnen aus Schichten, die tangential in bezug auf die Schichten des Jochs angeordnet sind, nach der Erfindung; Fig. 4 einen Teil der Zahnzone des trennbaren Magnetleiters mit trapezförmigen Zähnen aus Schichten, die konzentrisch in bezug auf die Schichten des Jochs angeordnet sind, nach der Erfindung; Fig. 5 den trennbaren Magnetleiter der elektrischen Maschine stirnseitiger Ausführung, isometrische Ansicht, nach der Erfindung; Fig. 6 einen Teil des trennbaren Magnetleiters der elektrischen Mascnine mit Übergängen, die die Zähne verbinden und am Joch anliegen, nach der Erfindung; Fig. 7 einen Teil der Zahnzone mit Zwischenräumen zwischen bexlachbarten Schichten der Zähne, nach der Erfindung; Fig. 8 Blechpaket aus ferromagnetischem Material, nach der Erfindung; Fig. 9 einen Teil der Zahnzone, in der die Zwischenräume zwischen den Schichten jedes Zahns mit Mag'netodielektrikum gefüllt sind, nach der Erfindung; Fig.lO den Magnetleiter der stirnseitigen elektrischen Maschine, in weichem die Nuten zwischen den Zähnen mit einem Baud aus ferromagnetischem Material verdeckt sind, in isometrischer Darstellung, nach der Erfindung; Fig. 11, A,B,C,D,Z,B,G,E Elemente der Zahnzone des trennbaren Magnetleiters, nach der Erfindung; Bis. 12. einen Teil des Halbzeuges der Zahnzone des trennbaren Magnetleiters, nach der Erfindung; Fig. 13 einen Teil der Zahnzone des trennbaren Magnetleiters der elektrischen Maschine, nach der Erfindung.
  • Der trennbare Magnetleiter der elektrischen Maschine enthält ein Joch I (Fig.I), das aus Band 2 gewickelt ist, und eine Zahnzone 3, die aus parallelen Schichten gewellten Bandes 4 mit Nuten 5 für eine Wicklung 6 gebildet ist. Die Höhe der Zahnzone 3 ist gleich der Breite des gewellten Bandes 4, dessen einer Rand 7 dem Arbeitsluftspalt 8 und dessen andererRand 9 dem Joch 1 zugekehrt ist. Jeder Zahn 10 der Zahnzone 3 ist mindestens aus zwei parallelen Schichten gewellten Bandes 4 gefertigt. Die die Zähne 10 verbindenden Ubergänge 11 sind aus Flachmaterial gefertigt, das eine Bortsetzung des gewellten Bandes 4 darstellt.
  • Der trennbare Magnetleiter der elektrischen Maschine enthält ebenfalls ein Joch 12 des Läufers mit einer Bohrung 15 für die Welle, Zähne 14 der Zahnzone 15 des Läufers, zwischen welchen, Nuten 16 für die Wicklung 17 ausgeführt sind.
  • Im Falle der Ausführung des trennbaren Magnetleiters einer linearen oder zylindrischen elektrischen Maschine sind die Spitzen der Falten 18 (Fig. 2) des gewellten Bands 4 an Rändern des Magnetleiters angeordnet und die Zahnzone 3 aus ununterbrochenem gewelltem Band 4 hergestellt, dessen Randschichten 19, 20 jedes Zahns 10 an den Stirnenden des Magnetleiters gebogen sind, wodurch Rippen 21 der Umbiegung, die unter einem Winkel von 450 zu der Längsachse 22 des Bandes 4 liegen, und Übergange 11 gebildet werden, die unter rechtem Winkel zu den Randschichten 19,20 der benachbarten Zähne 10 angeordnet sind und außerhalb des Bereiches der Arbeitszone an Rändern des Magnetleiters liegen.
  • Im Falle der Ausführung des trennbaren Magnetleiters einer stirnseitigen elektrischen Maschine sind die Spitzen der Falten 18 (Fig. 3) den Nuten 5 zugekehrt und die Zahn- zone 3 aus ununterbrochenem gewelltem Band 4 mit trapezförmigen Zähnen 10 hergestellt, wobei die Übergänge 11 zwischen den Zähnen 10, die parallel zu den Schichten 23 de Jochs 1 verlaufen, an der Oberfläche 24 des Jochs I angeordnet und zwischen den Rippen 21 der Umbiegungen untergebracht sind, die eine Fortsetzung der Grundseiten 25 der Trapeze des Zanns 10 darstellen. Die Schichten 26 des gewellten Bandes 4 sind tangential in bezug auf die Scnichten 23 des Jochs 1 angeordnet.
  • möglich ist eine Variante der gleichzeitigen Anordnung der Zähne 10 an beiden Seiten des Jochs I, die es erlaubt, das Volumen der elektrischen Maschine am wirksamsten aus zu nutzen.
  • In Fig. 4 ist ein Teil der Zahnzone 3 mit trapezförmi gen Zähnen lv mit Schichten, die konzentrisch in bezug auf die Scnichten des Jochs I angeordnet sind, dargestellt.
  • In stirnseitigen elektrischen Maschinen sind die Zähne 10 (Fig. 5) der Zahnzone 3 an der SEite des ArbeitsluStspaltes 8 (Fig. 1) zwecks Glättung der stufenförmigen Charakteristik des Magnetfeldes der elektrischen Maschine mit einer Schiene 27 rechteckigen Querschnitts verdeckt, die hochkant in der Art einer flachen Spirale gewickelt ist.
  • Zur Regulierung der Größe des Koeffizienten des Arbeitsluftspaltes d ist der Spalt 28 zwischen den Windungen 29 der Spirale in der radialen Richtung veränderlich in bezug auf die Symmetrieachse 30 der elektrischen Maschine ausgeführt.
  • Möglich ist eine Variante, bei der die Zähne 10 (Fig. 6) der Zahnzone 3 durch eine ununterbrochene Schiene 31 umfaßt sind, deren Breite gleich der Länge des Magnetleiters ist, wobei die die Zähne 10 verbindenden Übergänge 11 am Joch I anliegen und mit diesem verbunden sind, und die Rand schichten 19,20 der Zähne 10 eine Fortsetzung oer Übergange 11 darstellen. Eine solche Konstruktion der Zahnzone 3 vereinfacht die Fertigungstechnologie des trennbaren Magnetleiters.
  • Nachfolgend sei die Variante der Ausführung der Zahn zone erläutert, die eine Erhöhung des Wirkungsgrades der elektrischen Maschine ermöglicht. Hierzu sind zwischen den benachbarten Schichten 19,20 der Zähne 10 Zwischenräume 32 (Fig.7) ausgeführt, die durch Bleche 33 aus ferromagnetischem Material ausgefüllt ind. In Fig. 8 ist ein Paket aus Blechen 33 gezeigt.
  • Für elektrische Maschinen mit herabgesetztem Wirkungsgrad und Leistungsfaktor, oie in Stellantrieben eingesetzt werden, wird eine Zahnzone 3 (Fig.9) ausgenutzt, in welcher jeder Zahn 10 trapezförmig ausgebildet ist, wobei die keilförmigen Zwischenräume 32 zwischen den Schichten 26 des gewellten Bandes 4 jedes Zahn 10 mit @ Magnetodielektrikum 33 (Fig.l0) ausgefüllt sein können. Zwischen den Zähnen 10 ist über den Nuten 5 ein ununterbrochenes Band 34 aus ferromagnetischem Material angeordnet, das an .
  • Stirnseiten der Zähne gebogen ist.
  • Die Zahnzone der elektrischen Maschine wird in nachstehender Reihenfolge hergestellt. Eine Rolle des ferromagnetischen Materials wird in Bänder geschnitten, das Band wird gaufriert, wobei die Falten 18 (Fig .2) so angeordnet werden, daß die Höhe der Rippe der Falte 18 der Länge des Magnetleiters und die Länge der Rippe der Falte der Höhe des Zahns 10 entspricht.
  • Die Anordnung des Bandes 4 in bezug auf das Joch I auf eine solche Weise, das ein Rand des Bandes, beispielsweise der Rand 7 (Fig.I), dem Ärbeitsluftspalt 8 und der Rand 9 dem Joch I zugekehrt ist, gewährleistet den freien Durch gang des Magnetflusses durch den Querschnitt des Zahns 10, was zur Herabsetzung des Magnetisierungsstroms und folglich zur Erhöhung des Wirkungsgrades und des Leistungsfaktors der elektrischen Maschine führt.
  • Die Formierung der Zahnzone aus gewelltem Band 4 mit Übergängen 11 außerhalb des Magnetleiters vereinfacht die Fertigungstechnologie des Magnetleiters, weil die Formung eines schmalen Bandes nur kleine Maschinen niedriger Leistung erfordert, während für die Übergänge 11 weniger Material benötigt wird. Der Übergang 11, der als ein Ganzes mit den Zähnen 10 gefertigt wird, gewährleistet die Kontinuierlichkeit der Konstruktion, was einen technologischen Vorteil sowohl bei der Fertigung als auch bei der Montage des Magnetleiters bietet. Nach der Pormitrunf; uer erforderlichen Zahl der Falten 18 werden die Übergänge 11 zwischen den Falten 18 gebildet und die Nuten 5 erzeugt. Jeder Übergang 11 (Fig. llG) wird gebildet, indem das Band 4 zwei benachbarte Schichten der Falte 18 an der Außenseite bis zur Vereinigung der Ebene des Bandes 4 mit Bildung der Rippe 21 (Fig. 11C) der Umbiegung umfaßt, die unter einem Winkel von 450 zu der Längsachse 22 des Bandes 4 angeordnet ist, wobei man den Übergang 11 erhält, dessen Länge der Breite der Nut 5 (Fig. 11 G) entspricht. Sodann wird aus dem Band 4 (Fig. 2) wieder die erforderliche Zahl der Falten 18 formiert und, sobald die Zahnschicht des Magnetleiters die erforderliche Längs erreicnt, wird das Band 4 abgeschnitten und für den Fall der zylindrischen elektrischen Maschine die Ränder der Zahnzone 3 werden vereinigt. Die Schichten der Zähne 10 werden vereinigt. Nachdem in den Zahnzwischenraum die Magnetisierungs wicklung 6, 17 (fig) eingelegt ist, wird die Zahnzone mit dem Joch 1 verbunden.
  • Jeder Übergang 11 (Fig. 12) kann aus einer Schleife 35 gebildet werden, die eine Fortsetzung des Bandes 4 darstellt weiches aus de einen Zahn lu heraus- und in den anderen Zahn 1 hineingeht. Die Stirnteile der Schleifen 35 (Fig.13) werden in horizontale Late in bezug auf die Zähne 10 gedreht, wodurch die Übergänge 11 gebildet werden.
  • Bei der Auswahl der erforderlicnen Leistung mit vorgegebener Drehzahl des Läufers der elektrischen Maschine wird die nötige Breite des Zahns 10, 14 des Magnetleiters gewählt, die vorliegend von der Stärke des Bandes 4 und der Zanl der Schichten 26 des Zahns 10,14 abhängig ist.
  • Deshalb kann die Zahl der Schichten gerade bzw. ungerade sein. Lm Falle einer geraden Zahl der Schichten 26 befinden sich die Übergänge 11 (Fig .1) an einer Seite des Magnetleiters und im Falle der ungeraden Zahl der Schichten 26 (Fig. 13) an beiden eiten des Magnetleiters.
  • Bei der trapezförmigen Ausführung des Zahns 10 (Fig.3) wird das Band 4 niittels spezieller Fertigungseinrichtungen gaufriert, die die Zahnform nachbilden. Infolgedessen wird ein Teil des Magnetleiters mit endgültigen geometrischen Abmessungen gefertigt. Das vereinfacht die J?ertigungstechnologie des Magnetleiters, weil technologische Nachbehandlungen entbehrlich werden.
  • Bei der Anordnung der Schichten 26 (Fig. 4) des Zahns 10 nach einem radius und beim Zusammenfallen von Radien der Schichten 23 (Fig. 5) des Jochs I und der Schichten 26 (Fig. 4) des Zahns 10 wird eine Herabsetzung des magnetischen Potentialabfalis beobachtet, was zur Erhöhung des Wirkungsgrades und des Leistungsfaktors der elektrischen Maschine führt.
  • Zwecks Herabsetzung der Nutstreuung des Magnetflusses ist eine magnetische Abdeckung der Zahnzone 3 (Fig 5) vorgesehen.
  • Die Schiene 27 mit rechteckigem Querschnitt wird hochkant als eine flache Spirale gewickelt und diese Spirale an der Zahnzone 3 an der Seite des LuCtEpaltes angeordnet (in Fig. 5 ist der Luftspalt nicht dargestellt). Dank dieser Abdeckung wird die Erwärmung der elektrischen Maschine herabgesetzt und der Wirkungsgrad erhöht.
  • Durch die Änderung der Größe des Spaltes 28 zwischen den Windungen 29 der Spirale läßt sicn die Größe des Koeffizienten des Luftspaltes regulieren, was im Entwurfsstadium der elektrischen Maschine die Auswahl der Konstruktion mit vorgegebenen energietechnischen Parametern erleichtert.
  • Moglich ist die Bildung des trapezförmigen Zahns 10 mit buftzwischenräumen 32 (Fig.9) zwischen den Schichten 26 des Zahns 10. Diese Technologie wird in stirnseitigen elektrischen Maschinen mit einem großen Verhältnis von großem und kleinem Durchmesser des Magnetleiters angewendet. Die Zwischenräume 32 (Fig. 10) können beispielsweise mit Magnetodielektrikum 37 ausgefüllt ein, was eine bessere Ausnutzung des Volumens des Magnetleiter der elektrischen Uaschine ermöglicht.
  • Zwecks Festhaltung der Wicklung in offenen Nuten 3, Herabsetzung der Nutstreuung und erhöhung des Wirkungsgrades der Maschine ist aus ununterbrochenem Band 34 eine Ab- deckung für die Nuten 5 gefertigt, die die Rolle eines magnetischen Keiles spielt.
  • Zur Vereinfachung der Fertigungstechnologie des Magnetleiters wi£d die Zahnzone 3 (Fig. 6) aus gewelltem Band 31 gefertigt, dessen Breite gleich der Länge des Magnetleiters ist, wobei der Raum zwischen den Übergängen 11 mit Zähnen 10 gefüllt wird.
  • Zwecks Erhöhung des Pullfaktors des Zahiis 10 (Fig. 7) werden in Zwischenräumen 32 die Platten 33 (Fig. 8) aus ferromagnetischem Material untergebracht.
  • Die Erfindung erlaubt es, die Fertigungstechnologie des trennbaren Magnetleiters zu vereinfachen und Metall zu sparen

Claims (14)

  1. EINER TRENNBAREN MAGNETLEITER # ELEKTRISCHEN MASCHINE UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG PATENTANSPRÜCHE: 1. Trennbarer Magnetleiter einer elektrischen Maschine, enthaltend: - ein Joch (1), das aus einem Band (2) gewickelt ist, - und eine Zahnzone (3), die aus parallelen Schichten gewellten Bandes (4) gebildet ist, wobei zwischen den Spitzen der Falten (18) Nuten (5) für eine Wicklung (6) angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - die Höhe der Zahnzone (3) gleich der Breite des gegewellten Bandes (4) ist, dessen einer Rand (7) dem Ärbeitsluftspalt (8) und dessen anderer (9) dem Joch (1) zugekehrt ist, - wobei jeder Zahn (10) der Zahnzone (3) mindestens aus zwei parallelen Schichten des gewellten Bandes (4) gebildet und mit dem nächsten Zabn (10) mittels eines Überganges (11) verbunden ist, der aus Flachmaterial gefertigt ist, das eine Fortsetzung des gewellten Bandes (4) darstellt.
  2. 2. Trennbarer Magnetleiter nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß - das gewellte Band (4) kontinuierlich ausgeführt ist, - die Spitzen der Falten (18) an den Randern des Magnetleiters angeordnet sind, - die Randschichten (19,20) jedes Zahnes (10) der Zahnzone (3) in den Stirnteilen des Magnetleiters gebogen sind.
    wodurch - Umbiegungsrippen (21), die unter einem Winkel von 450 zur Längsachse (22) des gewellten Bandes (4) verlaufen, einem - und Übergänge (II) gebildet werden, die untervrechtem Winkel zu den Randschichten (19,20) benachbarter Zähne (10) und außerhalb der Arbeitszone an den Randern des Magnetleiters angeordnet sind.
  3. 3. Trennbarer Magnetleiter nacn Anspruch 1, d a -d u r c h e -e k e n n z e i c h n e t, daß - das gewellte Band (4) kontinuierlich ausgeführt ist, - die Spitzen der Falten (18) den Nuten (5) zugekehrt sind, - j jeder Zahn (10) der Zahnzone (3) trapezförmig ausgebildet ist - und die Übergänge (11) zwischen den Zähnen (10), die parallel zu den Schlichten (23) des Jochs (1) sind, an der Oberfläche des Jochs (1) angeordnet und zwischen den Rippen (21) der Umbiegungen des Flachmaterials untergebracht sind, welche eine Fortsetzung der Grundseiten (25) der Trapeze darstellen
  4. 4. Trennbarer Magnetleite nach Anspruch 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - der dem Arbeitsluftspalt (8) zugekehrte Stirnteil der Zahnzone (3) mit Flachmaterial (27) rechteckigen Querschnitts verdeckt ist, das hochkant als eine flache Spirale gewickelt ist.
  5. 5. Trennbarer Magnetleiter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - der Luftspalt (28) zwischen den Windungen (29) der flachen Spirale veränderlich in radialer Richtung in bezug auf die Symmetrieachse (30) der elektrischen Maschine ausgeführt ist.
  6. 6. Trennbarer Magnetleiter nach Anspruch 1, d a - d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - jeder Zabn (10) der Zahnzone (3) trapezförmig ausgebildet ist, - wobei die keilförmigen Zwischenräume (32) zwischen den Schichten (26) jedes Zahns (10) mit Magnetodielektrikum (33) ausgefüllt sind.
  7. 7. Trennbarer Magnetleiter nach Anspruch 6, d a -d u r c h g e k e an z e i c h n e t, daß - zwischen den Zähnen (10) über den Nuten (5) ein ununterbrochenes Band (34) aus ferromagnetischem Material angeordnet ist, welches an den Stirnseiten der Zähne gebogen ist.
  8. 8. Trennbarer Magnetleiter nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - die Zähne (10) der Zahnzone (3) durch eine ununterbrochene Schiene (31) umfaßt sind, deren Breite der Länge des Magnetleiters gleich ist, wobei die Übergänge (11), die die Zähne (10) verbinden, am Joch (1) anliegen und mit diesem verbunden sind - und die Randschichten (19, 20) der Zähne (10) eine Fortsetzung der Übergänge (11) darstellen.
  9. 9. Trennbarer Magnetleiter nach Anspruch 2, d ad u r c h g e k e n n Z e i c h n e t, daß - zwischen den benachbarten Schichten der Zähne (10) Zwischenräume t32) ausgeführt sind, die durch Platten (33) aus einem ferromagnetischen Material gefüllt sind.
  10. 10. Verfahren zur Herstellung des trennbaren Alagnstleiters nach Anspruch 2, das darin besteht, daß - ein ferromagnetisches Material in Bänder geteilt wird, - das Band gefaltet wird, - Übergänge (11) zwischen den Falten (18) gebildet werden, - die Nuten (5) des iViagnetleiters gebildet werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - die Falten (18) so angeordnet werden, daß die Höhe der Rippe (21) der Falte (18) gleich der Länge des Magnetleiters und die Länge der Rippe (21) der Falte (18) gleich der Höhe des Zahns (10) ist, - und die Übergänge (11) außerhalb des Magnetleiters ausgeführt werden.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g ek e n n z e i c 11 n e t, daß - jeder Übergang (11) gebildet wird, indem zwei benachbarte Schichten der Falte (18) durch das Band (4) von der Außenseite bis zur Vereinigung der Oberfläche des Bandes (4) unter Bildung der Umbiegungsrippe (21) umfaßt werden, die unter einen Winkel von 450 zu der Längs achse (21) des Bandes angeordnet ist, - und ein Übergang (11) erzeugt wird, dessen Länge gleich der Breite der Nut (5) ist.
  12. 12. Verfahren nach den Ansprüchen 10, 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, daß - die Übergänge (11) abwechselnd an gegenüberliegenden Rändern des Magnetleiters gebildet werden.
  13. 13. Verfahren nach den Ansprüchen 10, 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß -sämtliche Übergänge (11) an einem Rand des Magnetleiters gebildet werden.
  14. 14. 7erfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß - die Übergänge aus einer Schleife (35) gebildet werden, die eine Fortsetzung des Bandes (4) darstellt, welches aus dem einen Zahn heraus- und in den anderen Zahn (10) hineingeht, wonach die Stirnteile der Hochleifen (35) in horizontale Lage in bezug auf die Zähne (10) gebogen werden.
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